Chapitre 6 : Le Magmatisme et les Roches Magmatiques

 

Chapitre 6 : Le Magmatisme et les Roches Magmatiques

Introduction

Le magmatisme est un processus fondamental dans la géodynamique interne qui influence la formation des roches magmatiques. Ce chapitre explore en profondeur les processus de formation des magmas, leur classification, et la caractérisation des roches magmatiques associées.

1. Processus de Formation des Magmas

1.1 Définition du Magma

  • État Physique : Le magma est une roche fondue présente dans le manteau terrestre ou la croûte inférieure, composée de minéraux en fusion, de gaz dissous, et parfois de cristaux. Lorsqu'il atteint la surface terrestre, il se solidifie en lave, formant ainsi des roches volcaniques.
  • Composition : La composition du magma inclut des éléments tels que le silicium, l'aluminium, le fer, le magnésium, le calcium, le sodium, et le potassium. Cette composition détermine le type de roche magmatique formée. Par exemple, un magma riche en silice produira une roche plus acide, tandis qu'un magma pauvre en silice produira une roche plus basique.

1.2 Conditions de Formation

  • Température : Les magmas se forment à des températures élevées, typiquement entre 600°C et 1 200°C. Par exemple, le magma basaltique a une température de formation d'environ 1 100°C à 1 200°C, ce qui contribue à sa faible viscosité.
  • Pression et Décompression : La formation du magma se produit sous des pressions élevées. Lorsque le magma remonte, la pression diminue, ce qui permet au magma de fondre. Par exemple, dans une zone de divergence des plaques, le magma peut remonter à travers des fissures et se solidifier en lave.
  • Contexte Tectonique : Les magmas se forment dans des contextes géologiques variés :
    • Zones de Divergence : Les dorsales océaniques comme la dorsale médio-atlantique où les plaques tectoniques s'écartent, permettant au magma de monter et de former des basalts.
    • Zones de Subduction : Dans les arcs volcaniques comme les Andes, où une plaque océanique s'enfonce sous une plaque continentale, provoquant la fusion partielle de la croûte et la formation de magmas andésitiques.
    • Points Chauds : Les îles Hawaii se forment au-dessus d'un point chaud, où le magma basaltique remonte directement du manteau profond.

1.3 Types de Magmas

Les magmas varient selon leur composition et leur viscosité :

  • Magma Basique :
    • Exemple : Le basalte, formé à partir de magma basique, est riche en fer et en magnésium. Ce magma est moins visqueux, ce qui permet aux éruptions de se produire de manière effusive, comme celles observées dans les îles Hawaii.
  • Magma Intermédiaire :
    • Exemple : L’andésite, formée à partir de magma intermédiaire, a une composition modérée et une viscosité plus élevée que le basalte. On la trouve souvent dans les volcans de type stratovolcanique comme le Mont Saint-Hélène.
  • Magma Acide :
    • Exemple : La rhyolite, provenant de magma acide, a une haute teneur en silice et une viscosité élevée. Les éruptions volcaniques explosifs, comme celles du Vésuve, sont souvent associées à ce type de magma.

1.4 Ascension et Éruption

  • Mécanismes de Remontée : Le magma remonte vers la surface en raison de sa moindre densité. Cette remontée peut se faire à travers des fractures ou des cheminées volcaniques.
  • Types d'Éruptions :
    • Éruptions Effusives : Associées aux magmas basiques comme le basalte, où le magma s'écoule lentement à la surface, formant des coulées de lave.
      • Exemple : L’éruption effusive de Kilauea à Hawaï.
    • Éruptions Explosives : Associées aux magmas acides comme la rhyolite, où les gaz dissous provoquent des explosions violentes.
      • Exemple : L’éruption explosive du Mont Vésuve en 79 après J.-C.

2. Classification et Caractérisation des Roches Magmatiques

2.1 Classification des Roches Magmatiques

Les roches magmatiques sont classifiées en fonction de leur origine et de leur texture :

  • Roches Intrusives (Plutoniques) : Formées par la solidification lente du magma sous la surface.
    • Granite : Roche riche en silice avec une texture grenue, visible dans le Massif Central en France.
    • Diorite : Roche intermédiaire avec une texture grenue, trouvée dans les Andes.
    • Gabbro : Roche pauvre en silice, comme celle trouvée dans les fonds océaniques.
  • Roches Extrusives (Volcaniques) : Formées par la solidification rapide du magma en surface.
    • Basalte : Roche basique avec une texture fine, souvent observée dans les coulées de lave des volcans hawaïens. 
    • Andésite : Roche intermédiaire avec une texture fine, trouvée dans les volcans comme le Mont Saint-Hélène.
    • Rhyolite : Roche acide avec une texture fine ou vitreuse, souvent observée dans les caldeiras volcaniques.

2.2 Caractérisation des Roches Magmatiques

Les roches magmatiques sont caractérisées par leurs :

  • Texture : Dépend de la vitesse de refroidissement :
    • Grenue : Présence de cristaux visibles, comme dans le granite et la diorite.
    • Aphanitique : Cristaux non visibles, comme dans le basalte.
    • Vitreuse : Absence de cristaux, comme dans l'obsidienne.
  • Composition Minéralogique : Les principaux minéraux incluent le quartz, le feldspath, le mica, et les minéraux ferro-magnésiens.
  • Couleur : Varie en fonction de la composition :
    • Roches Acides : Généralement plus claires, comme la rhyolite.
    • Roches Basique : Plus foncées, comme le basalte.

2.3 Utilisation des Roches Magmatiques

Les roches magmatiques ont diverses applications :

  • Construction : Granite et basalte sont utilisés dans la construction de routes et de bâtiments en raison de leur durabilité.
    • Exemple : Le granite est utilisé pour les monuments et les pierres tombales.
  • Ornementation : La rhyolite et le granite sont prisés pour les finitions architecturales.
    • Exemple : La rhyolite est souvent utilisée dans les sols décoratifs et les carrelages.
  • Ressources Minérales : Certaines roches magmatiques contiennent des minéraux précieux.
    • Exemple : Les gabbros peuvent contenir des minerais de cuivre et de nickel.

Conclusion

Le magmatisme joue un rôle crucial dans la formation des roches magmatiques, et comprendre les processus de formation, ainsi que la classification et la caractérisation des roches magmatiques, est essentiel pour les géologues et les scientifiques de la Terre. Les exemples pratiques illustrent la diversité des types de magmas et de roches, ainsi que leurs applications dans le monde réel.